Метод картографирования и его применение для изучения загрязнения атмосферы

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Севастопольский национальный технический университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине: «Промышленная экология»

На тему: «Метод картографирования и его применение для изучения загрязнения атмосферы. Основы образования жидких, твердых, газообразных загрязнений в стекольной промышленности»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: гр. ТБб-41д

Рудкина Е.И.

Проверила: доц.

Парфенова И.А.

 

 

 

 

 

 

 

Севастополь

2014

Содержание

 

Введение

1. Метод картографирования и его применение для изучения загрязнения

атмосферы…………………………………………………………………………3

        1.1 Экологическое картографирование…………………………………….3

        1.2 Картографирование загрязнения атмосферы…………………………..4

2. Основы образования жидких, твердых, газообразных загрязнений в

стекольной промышленности…………………………………………………….6

        2.1 Основы формирования твердых и жидких загрязнителей

атмосферного воздуха…………………………………………………………….6

        2.2 Основы формирования промышленных паро- и газообразных

загрязнений атмосферы…………………………………………………………...7

        2.3 Стекольная промышленность…………………………………………...8

Заключение

Библиографический список

 

 

 

Введение

 

«Основные потребности человека удовлетворяются только с помощью товаров и услуг, предоставляемых промышленностью, способной как обеспечить экологическое равновесие, так и разрушить его, что она постоянно и делает», – сказано в докладе Всемирной комиссии по окружающей среде и развитию в 1987 г.

Промышленный комплекс по интенсивности воздействия на окружающую среду занимает ведущее место. Главными причинами этого первенства являются: несовершенные технологии производства, чрезмерная концентрация - как территориальная, так и в пределах одного предприятия, отсутствие надежных природоохранных сооружений. Несовершенство современных технологий не позволяет полностью перерабатывать минеральные сырье. Большая часть ее возвращается в природу в виде отходов. По данным некоторых ученых, готовая продукция составляет 1 - 2% от используемого сырья, а остальные возвращаются в виде отходов до биосферы, загрязняя ее компоненты. 
По степени и характеру воздействия (по объемам промышленных отходов) выделяют топливно-энергетический, металлургический, химико-лесной и строительный комплексы. Привлекает внимание большое поступление в атмосферу выбросов газообразного диоксида серы - одного из вредных загрязняющих веществ промышленного происхождения, в условиях атмосферы превращается в серную кислоту и служит причиной возникновения кислотных дождей.

 

1. Метод картографирования  и его применение для изучения  загрязнения атмосферы

 

1.1 Экологическое  картографирование

 

На сегодняшний день разработан новый метод косвенной количественной оценки общего уровня загрязненности атмосферы основными ингредиентами, позволяющий существенно повышать степень детальности исследования территориальной структуры загрязнения. Сформулированы основные принципы картографирования ЗОС, соблюдение которых должно обеспечивать географическую корректность результатов: антропоцентризм и/или биоцентризм, документальность, комплексность, динамичность, сомасштабность, приоритет специфического содержания. Теоретически разработаны вопросы о соотношении предметов экологического, эколого-географического и тематического картографирования; о роли разных информационных источников при их осуществлении.

Экологическое картографирование – наука о способах сбора, анализа и картографического представления информации о состоянии среды обитания человека и других биологических видов, т.е. об экологической обстановке.

Целью экологического картографирования является анализ экологической обстановки и ее динамики, т.е. выявление пространственной и временной изменчивости факторов природной среды, воздействующих на здоровье человека и состояние экосистемы, поэтому в качестве основного объекта рассматриваются: экосистемы разного ранга, масштабы антропогенного давления на среду, биота, природоохранные мероприятия, взаимоотношения организмов и среды, экологические ситуации. Некоторые авторы включают в число экологических (или эколого-географических) ранее созданные карты, традиционно считавшиеся физико-географическими: геоботанические, ландшафтные, геоморфологические и т.д. Вполне справедливо замечание Г.А.Исаченко (1992) о том, что трудно найти такую карту, которую ее авторы не относили бы к экологическим. Но не лишена оснований и точка зрения о безграничном расширении предмета экологического картографирования, ибо она опирается на классическое, геккелевское понимание экологии как науки об отношениях организмов и окружающей среды. А едва ли не вся информация, содержащаяся на тематических картах, имеет отношение либо к деятельности человека (биологического вида), либо к окружающей его среде, либо (чаще всего) к тому и другому одновременно. Для достижения этой цели требуется выполнить сбор, анализ, оценку, интеграцию, территориальную интерпретацию и создать географически корректное картографическое представление экологической информации. 
В рамках природоохранной деятельности выделяют следующие основные составные части, требующие картографического обеспечения:

• Научно-исследовательская работа (с подразделением по компонентам природной среды, методам исследования, территориальным единицам различного иерархического уровня или в глобальном масштабе);
• Практическая деятельность по охране атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и недр, растительности и животного мира, ландшафтов (экосистем) в целом (включая юридические, экономические, технологические, гигиенические аспекты; в локальном, региональном, национальном и международном масштабах);
• Экологическое образование и воспитание (включая преподавание, пропаганду экологических знаний и осуществление прав личности и общества на информацию).

 

1.2 Картографирование  загрязнения атмосферы 

 

Картографирование загрязнения атмосферы складывается из:

• картографирования потенциала загрязнения атмосферы
• картографирования источников загрязнения
• картографирование уровней загрязнения.

С эколого-гигиенической точки зрения наибольший интерес для картографирования представляют следующие характерные уровни загрязнения атмосферного воздуха:

• Средний годовой (многолетний) уровень, который формируется при наличии динамического равновесия между эмиссией и рассеянием атмосферных загрязнений;
• Уровень загрязнения, складывающийся при сочетании обычного (или скорректированного согласно плана мероприятий при НМГ) режима работы предприятий - источников загрязнения атмосферы, и неблагоприятных для рассеяния метеоусловий (5% повторяемости, согласно действующей системы экологического нормирования)
• Уровень загрязнений, который может возникнуть при аварийном выбросе от потенциально опасного объекта при определенных заданных(обычно неблагоприятных) метеоусловиях
• Фактически существующий текущий уровень загрязнения.

При картографировании загрязнения воздушной среды возникает необходимость быстрой обработки большого количества разнообразной информации. В зависимости от степени сложности применяемой при этом математической модели количество входных параметров может сильно варьироваться. Привлечение более точных моделей влечет за собой введение новых типов данных. Использование инструментов современных ГИС позволяют автоматизировать обработку необходимой исходной информации и получать результаты с высоким пространственно-временным разрешением.

В общем случае все исходные данные для картографирования загрязнения воздушного бассейна промышленного города можно разбить на три основных типа:

• данные по структуре и объемам выбросов, типам и свойствам источников загрязнения, привязанных к карте;
• данные по условиям распространения загрязнения, включающие метеорологические данные, граничные условия для метеорологических полей;
• данные о рельефе и свойствах подстилающей поверхности, над которой происходит перенос загрязнения (шероховатость, альбедо и др.).

 

2. Основы образования  жидких, твердых, газообразных загрязнений  в стекольной промышленности

 

2.1 Основы формирования твердых и жидких загрязнителей атмосферного воздуха

 

Многочисленные исследования ученых-экологов показывают, что из всего количества загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, около 90% составляют газообразные вещества и около 10% - твердые и жидкие частицы.

В атмосферу всего попадает около 3 х 10 ° т газообразных, жидких и твердых загрязняющих веществ. Сейчас на долю человеческой деятельности приходится около 10% от этого количества с интенсивным развитием ком промышленности количество вредных выбросов в атмосферу может увеличиться в несколько случаев.

В индустриально развитых странах, таких как США, Англия, Германия, Япония и др., количество выбросов в атмосферу загрязняющих веществ в настоящее время составляет от 350 до 1000 кг в год на одного человека В 2010 0 году годовые выбросы вредных веществ в атмосферу, по прогнозам ученых, могут достичь примерно 10 ° т.

Дадим характеристику выбросов загрязняющих веществ, которые относят только к антропогенных источников, в частности, на промышленных предприятиях

Выбросы вредных веществ в атмосферу можно разделить на четыре группы: твердые, жидкие, тепловые и парогазоподобные.

Причины образования твердых веществ (производственный пыль) зависят от типа производственного процесса и его характера:

а) механическая обработка различных веществ (бурение, разравнивания, заполнения, измельчения, размалывания, полировка и т.д.);

б) транспортировки сыпучих материалов (погрузочно-разгрузочные процессы, просеивания, смешивания и т.д.)

 

2.2 Основы формирования промышленных паро-и газообразных загрязнений атмосферы

 

Образование паро-и газообразных загрязнений характерно для различных промышленных предприятий, технологические процессы которых отличаются по характеру, токсичностью, степенью выделения вредных веществ в атмосферу Подавляющее большинство технологических процессов отмечается химическими реакциями (окисление, восстановление, замещения, разложения), а также электрохимическими (электролиз) и физическими (испарения, дистилляция, азеотропная дистилляция) процессами.

Наибольшую часть паро-и газообразных выбросов составляют продукты окисления, образуются преимущественно в процессах горения, когда во время окисления углерода выделяется диоксид и оксид углерода, при окислении серы - диоксид серы, а при высокотемпературном окислении азота в печах - оксид и диоксид азота. Однако при неполном сгорании не происходит полное окисление органических веществ и могут образовываться альдегиды, кетоны или органические кислоты. Продукты горения из печей при взаимодействии с атмосферой могут образовывать гидросульфид.

Промышленные восстановительные процессы также бывают источниками загрязняющих веществ - в основном гидросульфида при производстве кокса. Крупнейшими источниками загрязнения в химической промышленности являются процессы карбонизации угля и производства газового угля, сульфат целлюлозы и др. Примерами восстановительных процессов является производство соляной кислоты из хлора и водорода, а также выделение гидросульфита при разложении ксантогената целлюлозы при производстве вискозных волокон.

Электрохимические процессы являются источником существенных загрязнений как в металлургии, так и в химической промышленности.

Значительными источниками загрязнения атмосферы в химической промышленности являются также физические процессы, в частности испарения и дистилляция (например, выброс углеводородов, хлорпроизводных углеводородов и других растворители ей, испаряющиеся в процессе производства, и использование этих продуктов). Дистилляция различных химических веществ, включая смолами, а также некоторые нефтеочистные и нефтехимические процессы - еще один источник значительных выбросов вредных веществ в атмосферу.

Источником большого количества загрязнения может быть процесс испарения, если даже испарять небольшое количество веществ с очень неприятным запахом в воздухе.

 

 

2.3 Стекольная  промышленность

 

Стекольная промышленность, отрасль промышленности, занятая производством листового, архитектурно-строительного, оптического, светотехнического, электротехнического, тарного стекла, бытовой посуды, стекловолокна и др. материалов и изделий из стекла.

Стекольная промышленность по особенностям размещения отличается от других отраслей индустрии строительных материалов. Она в значительно большей степени привязана к месторождениям чистого кварцевого песка, зависит от поставки ряда химикатов, требует большого количества топлива, а транспортабельность готовой продукции отрасли значительно меньше, чем в других отраслях промышленности стройматериалов. Структура стекольной промышленности включает производство листового (оконного), полированного, столового стекла, стекла для стекловолокна. Наряду с многопрофильными предприятиями в отрасли сложились специализированные заводы по выпуску отдельных видов продукции.

Тремя основными источниками энергии для производства стекла являются природный газ, дизельное топливо и электричество.

Основные производственные ресурсы могут подразделяться на 4 основные категории: сырье (те материалы, которые являются частью продукции), энергия (топливо и электричество), вода и вспомогательные материалы (технологические добавки, очищающие материалы, реагенты для обработки воды и т.д.). Сырьем для производства стекла служат главным образом твердые неорганические соединения, как природные минералы, так и синтетические продукты. Они могут быть представлены целым рядом материалов от крупнозернистых материалов до тонкоизмельченных порошков. Широко используются также жидкости и газы, как в качестве вспомогательных материалов, так и в качестве топлива.

Стекольная промышленность в целом не потребляет большие объемы воды, в основном вода используется для охлаждения, очистки и увлажнения шихты. Стекольная промышленность является очень энергоемкой отраслью, поэтому, топливо может являться существенным с точки зрения технологических процессов ресурсом. Основные результаты производства могут подразделяться на 4 основные категории: продукция, выбросы в атмосферу, потоки жидких отходов, твердые производственные отходы и энергия. Во всех секторах стекольной промышленности используются порошкообразное, сыпучее или пылеобразное сырье. Хранение и транспортировка данных материалов представляет собой существенный потенциал c точки зрения пылевых выбросов.

Основными проблемами охраны окружающей среды для стекольной промышленности являются выбросы в атмосферу и потребление энергии. Производство стекла является энергоемким видом деятельности, которое осуществляется при высоких температурах, в результате чего происходят выбросы продуктов сгорания и окисление атмосферного азота при высоких температурах; т.е. двуокись серы, двуокись углерода и оксиды азота. Печные выбросы также содержат пыль и небольшое количество металлов.

Выбросы, возникающие в результате процессов переработки, могут существенно различаться для разных секторов, они рассматриваются в разделах, посвященных конкретным секторам. Несмотря на наличие общих черт в технологиях плавления, используемых во многих секторах, по отдельным секторам преобладают конкретные виды переработки. Выбросы в атмосферу могут возникать в результате: нанесения покрытия и\или высушивания; вторичной обработки (например, резка стекла, полирование и т.д.); формования продукции (например, минеральной ваты и керамического волокна).

В целом, выбросы в водную среду являются относительно низкими, существует несколько основных проблем, характерных именно для стекольной промышленности. Тем не менее, в некоторых секторах осуществляются виды деятельности, требующие дальнейшего анализа, они рассматриваются в разделах, посвященным конкретным секторам, в частности, сектору производства сортового стекла, специального стекла и непрерывного стекловолокна.

Характерной особенностью большинства секторов является повторное использование в печи большого количества отходов стекла внутреннего производства. Основными исключениями являются сектор производства непрерывного стекловолокна, сектор производства керамического волокна, и производители стратегической продукции высокого качества в секторах производства специального стекла и сортового стекла. Количество отходов, повторно использующихся в печах, значительно колеблется в секторах производства минеральной ваты и фритт - от 0 до 100% в отношении некоторых заводов по производству каменной ваты.

Ведущими районами в России стекольной промышленности является Центральный (Гусь-Хрустальный, Брянск), где производится около 50% стекла в стране, в Поволжском, Северо-Западном - вырабатывается более 20% продукции отрасли. Многие районы, например Волго-Вятский, испытывают дефицит в изделиях стекольной промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Главной проблемой современного общества в начале ХХI века, как и предыдущего, является масштаб и характер использования природных ресурсов и деградация окружающей среды, оказывающих пагубное влияние на здоровье людей и на биосферу в целом. Современное общество слишком расточительно использует природные ресурсы, производя массу потребительских товаров со слишком коротким сроком службы и по неэффективным технологиям (с большим количеством отходов).

Реклама и производители всё время навязывают всё новые и новые товары, а старые, ещё не утратившие своих потребительских свойств, по причине морального старения, безжалостно выбрасываются на свалку. Товары короткого и разового потребления становятся бичом современного общества. Это происходит во всех развитых странах, потребляющих львиную долю природных ресурсов и вносящих основной вклад в загрязнение окружающей среды.

Нужны тщательно продуманные государственные программы по воспитанию потребителей и производителей с целью привития «моды, престижности» на добротные долгослужащие товары с последующей их утилизацией (и с максимально возможным рециклом) и бережное отношение к природе, особенно ко всему живому. Основополагающий принцип бытия – «Не повреди природе ни при каких обстоятельствах» – должен быть «впитан с молоком матери». Это колоссальной сложности морально-этическая проблема, от решения которой и будет зависеть устойчивое развитие человечества.

 

Библиографический список:

 

1. Зайцев В. А., Крылова Н. А. Промышленная экология. Экологические проблемы основных производств: учеб. пособие / РХТУ им. Д. И. Менделеева. М., 2002, 175 с.

2. Диссертации о Земле http://earthpapers.net/kartografirovanie-zagryazneniya-okruzhayuschey-sredy#ixzz3JtYiUlyL

3. http://www.kazedu.kz/referat/170647

4. http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=555765

5. Апостолюк C.O. Промышленная экология

6. http://www.bibliotekar.ru/economicheskaya-geografia/59.htm

7. Справочный документ по наилучшим доступным

технологиям в стекольной промышленности, 2001